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文檔簡介
1、高中物理會(huì)考知識(shí)點(diǎn)(力學(xué)部分)第一章 力一、力1.概念:力是物體對物體的作用,力不能離開物體而存在.2.力的作用是相互的,施力物體同時(shí)也是受力物體.3.力是矢量.既有大小,又有方向,其合成與分解遵從力的平行四邊形定則.要完整地表達(dá)一個(gè)力,除了說明力的大小,還要指明力的方向4.力的單位: 在國際單位制中力的單位名稱是牛頓,符號N5.力的作用效果:使物體發(fā)生形變或使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化.6.力的三要素:力的大小、方向和作用點(diǎn)叫力的三要素.通常用力的圖示將力的三要素表示出來,力的三要素決定力的作用效果. 力可以用一根帶箭頭的線段來表示:線段的長短表示力的大小,箭頭的指向表示力的方向,箭尾表示力的作
2、用點(diǎn),這種表示力的方法稱為力的圖示做力的圖示時(shí),先選定一個(gè)標(biāo)度,再從力的作用點(diǎn)開始按力的方向畫出力的作用線,將力的大小與標(biāo)度比較確定線段的長度,最后加上箭頭7.力的測量:常用測力計(jì)來測量,一般用彈簧秤.8.力的分類:(1)按性質(zhì)命名的力:重力、彈力、摩擦力、電場力、磁場力等.(2)按效果命名的力:拉力、壓力、動(dòng)力、阻力、向心力、回復(fù)力等.說明:性質(zhì)相同的力,效果可以相同也可以不同;反之,效果相同的力,性質(zhì)可能相同,也可能不同.二、重力1.重力與萬有引力:重力與萬有引力的關(guān)系如圖所示,重力是萬有引力的一個(gè)分力,萬有引力的另一個(gè)分力提供物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力.2.產(chǎn)生:由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生,
3、但重力不是萬有引力.3.大小:G=mg.一般不等于萬有引力(兩極出外),通常情況下可近似認(rèn)為兩者相等.4.方向:豎直向下.說明:(1)不能說成是垂直向下.豎直向下是相對于水平面而言,垂直向下是相對于接觸面而言.(2)一般不指向地心(赤道和兩極除外).5.重心(1) 物體各部分所受重力的合力的作用點(diǎn)叫重心,重心是重力的作用點(diǎn),重心可能在物體上,也可能在物體外.(2)影響重心位置的因素:質(zhì)量分布均勻的物體的重心位置,只與物體的形狀有關(guān).質(zhì)量分布均勻有規(guī)則形狀的物體,它的重心在其幾何中心上.如:均勻直棒的重心在棒的幾何中心上.質(zhì)量分布不均勻的物體的重心與物體的形狀、質(zhì)量分布有關(guān).(3)薄板形物體的重
4、心,可用懸掛法確定.三、彈力1、物體在外力作用下發(fā)生的形狀改變叫做形變;在外力停止作用后,能夠恢復(fù)原狀的形變叫做彈性形變2.定義:發(fā)生形變的物體會(huì)對跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用,這種力叫彈力.彈力是由于施力物體形變而引起.例如a對b的彈力是由于A形變而引起.3.產(chǎn)生條件:(1)直接接觸;(2)發(fā)生形變.4.彈力的方向支持面的彈力方向,總是垂直于支持面指向受力物體.繩對物體的拉力總是沿繩且指向繩收縮的方向。 桿對物體的彈力不一定沿桿的方向. 5.彈力的大小:(1)與物體形變量有關(guān),形變量越大,彈力越大.一般情況下彈力的大小需結(jié)合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來計(jì)算;(2)彈簧彈力大小的計(jì)算.胡克定律:在彈性限度內(nèi),彈簧
5、的彈力F跟彈簧的形變量x成正比,即: F=kx.k是彈簧的勁度系數(shù),單位:N/m.勁度系數(shù)由彈簧本身的因素(材料、長度、截面)確定,與F、x無關(guān).說明: 一根彈簧剪斷成兩根后,每根的勁度k都比原來的勁度大;兩根彈簧串聯(lián)后總勁度變小;兩根彈簧并聯(lián)后,總勁度變大.四、摩擦力1.定義:相互接觸的物體間發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)或有相對運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí),在接觸面處產(chǎn)生的阻礙物體相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢的力.2.產(chǎn)生條件:兩物體直接接觸、相互擠壓、接觸面粗糙、有相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)的趨勢.這四個(gè)條件缺一不可.兩物體間有彈力是這兩物體間有摩擦力的必要條件(沒有彈力不可能有摩擦力).3.滑動(dòng)摩擦力大小:滑動(dòng)摩擦力Ff=FN;其中F
6、N是壓力,為動(dòng)摩擦因數(shù) ,無單位.說明:在接觸力中,必須先分析彈力,再分析摩擦力. 只有滑動(dòng)摩擦力才能用公式F=FN,其中的FN表示正壓力,不一定等于重力G.3動(dòng)摩擦因數(shù) 動(dòng)摩擦因數(shù)是兩個(gè)物體間的滑動(dòng)摩擦力與這兩個(gè)物體表面間的壓力的比值的數(shù)值既跟相互接觸的兩個(gè)物體的材料有關(guān),又跟接觸面的情況(如粗糙程度等)有關(guān)在相同的壓力下,動(dòng)摩擦因數(shù)越大,滑動(dòng)摩擦力就越大動(dòng)摩擦因數(shù)沒有單位4.靜摩擦力大?。?)發(fā)生在兩個(gè)相互接觸、相對靜止而又有相對運(yùn)動(dòng)趨勢的物體接觸面之間的阻礙相對運(yùn)動(dòng)的力叫靜摩擦力(2)必須明確,靜摩擦力大小不能用滑動(dòng)摩擦定律Ff=FN計(jì)算,只有當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí),其最大值一般可認(rèn)為等
7、于滑動(dòng)摩擦力,即Fm=FN靜摩擦力:靜摩擦力是一種被動(dòng)力,與物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況有關(guān).求解靜摩擦力的方法是用力的平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律.即靜摩擦力的大小要根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況共同確定,其可能的取值范圍是 0FfFm5.摩擦力方向摩擦力方向和物體間相對運(yùn)動(dòng)(或相對運(yùn)動(dòng)趨勢)的方向相反.摩擦力的方向和物體的運(yùn)動(dòng)方向可能成任意角度.通常情況下摩擦力方向可能和物體運(yùn)動(dòng)方向相同(作為動(dòng)力),可能和物體運(yùn)動(dòng)方向相反(作為阻力),可能和物體速度方向垂直(作為勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力).在特殊情況下,可能成任意角度.6.作用效果:阻礙物體間的相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢,但對物體來說,摩擦力可以是動(dòng)力,也可以是
8、阻力.7.發(fā)生范圍:滑動(dòng)摩擦力發(fā)生在兩個(gè)相對運(yùn)動(dòng)的物體間,但靜止的物體也可以受滑動(dòng)摩擦力;靜摩擦力發(fā)生在兩個(gè)相對靜止的物體間,但運(yùn)動(dòng)的物體也可以受靜摩擦力.8.規(guī)律方法總結(jié)(1)靜摩擦力方向的判斷FAB假設(shè)法:即假設(shè)接觸面光滑,看物體是否會(huì)發(fā)生相對運(yùn)動(dòng);若發(fā)生相對運(yùn)動(dòng),則說明物體原來的靜止是有運(yùn)動(dòng)趨勢的靜止.且假設(shè)接觸面光滑后物體發(fā)生的相對運(yùn)動(dòng)方向即為原來相對運(yùn)動(dòng)趨勢的方向,從而確定靜摩擦力的方向.根據(jù)物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),應(yīng)用力學(xué)規(guī)律判斷.BASF如圖所示物塊A和B在外力F作用下一起沿水平面向右以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),若A的質(zhì)量為m,則很容易確定A所受的靜摩擦力大小為ma,方向水平向右.
9、在分析靜摩擦力方向時(shí),應(yīng)注意整體法和隔離法相結(jié)合.如圖所示,在力F作用下,A、B兩物體皆靜止,試分析A所受的靜摩擦力. (2)摩擦力大小計(jì)算分清摩擦力的種類:是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力.滑動(dòng)摩擦力由Ff=FN公式計(jì)算.最關(guān)鍵的是對相互擠壓力FN的分析,它跟研究物體在垂直于接觸面方向的力密切相關(guān),也跟研究物體在該方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān).特別是后者,最容易被人所忽視.注意FN變,則Ff也變的動(dòng)態(tài)關(guān)系.靜摩擦力:最大靜摩擦力是物體將發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)這一臨界狀態(tài)時(shí)的摩擦力,它只在這一狀態(tài)下才表現(xiàn)出來.它的數(shù)值跟正壓力成正比,一般可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力.靜摩擦力的大小、方向都跟產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)趨勢的外力密切相關(guān),但跟
10、接觸面相互擠壓力無直接關(guān)系.因而靜摩擦力具有大小、方向的可變性,即靜摩擦力是一種被動(dòng)力,與物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況有關(guān).求解靜摩擦力的方法是用力的平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律.即靜摩擦力的大小要根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況共同確定,其可能的取值范圍是 0FfFm五、物體受力分析1.明確研究對象在進(jìn)行受力分析時(shí),研究對象可以是某一個(gè)物體,也可以是保持相對靜止的若干個(gè)物體。在解決比較復(fù)雜的問題時(shí),靈活地選取研究對象可以使問題簡潔地得到解決.研究對象確定以后,只分析研究對象以外的物體施予研究對象的力(既研究對象所受的外力),而不分析研究對象施予外界的力.2.按順序找力必須是先場力(重力、電場力、磁場力),后接
11、觸力;接觸力中必須先彈力,后摩擦力(只有在有彈力的接觸面之間才可能有摩擦力).3.只畫性質(zhì)力,不畫效果力畫受力圖時(shí),只能按力的性質(zhì)分類畫力,不能按作用效果(拉力、壓力、向心力等)畫力,否則將出現(xiàn)重復(fù).4.需要合成或分解時(shí),必須畫出相應(yīng)的平行四邊形(或三角形)在解同一個(gè)問題時(shí),分析了合力就不能再分析分力;分析了分力就不能再分析合力,千萬不可重復(fù).六、力的合成與分解 1、矢量和標(biāo)量(1)矢量在物理學(xué)中,有一些物理量,要把它的性質(zhì)完全地表達(dá)出來,除了說明其大小,還要指明其方向這種既要由大小、又要由方向來確定的物理量叫做矢量如力、速度、電場強(qiáng)度等(2)標(biāo)量只有大小沒有方向的物理量叫做標(biāo)量如長度、時(shí)間、
12、溫度、能、電流等2.合力、分力、力的合成(1)某一個(gè)力作用在物體上所產(chǎn)生的效果與幾個(gè)力共同作用在物體上所產(chǎn)生的效果相同,這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力,而那幾個(gè)力就叫做這個(gè)力的分力(2)求幾個(gè)已知力的合力叫力的合成;求一個(gè)已知力的分力叫力的分解力的合成與分解互為逆運(yùn)算(3)當(dāng)兩個(gè)力沒一直線作用在同一物體上時(shí),如果它們的方向相同,則合力的大小等于兩分力大小之和,方向與兩個(gè)分力的方向相同;如果這兩個(gè)力的方向相反,則合力的大小等于兩個(gè)分力的大小之差,方向與兩分力中數(shù)值大的那個(gè)分力相同(4)如果兩個(gè)分力互成角度地作用在同一物體上,合力的大小與方向由力的平行四邊形定則確定3.力的平行四邊形定則F1F2FOF
13、1F2FO求兩個(gè)互成角度的力的合力,可以用表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形,它的對角線就表示合力的大小和方向.說明:矢量的合成與分解都遵從平行四邊形定則(可簡化成三角形定則)力的合成和分解實(shí)際上是一種等效替代.由三角形定則還可以得到一個(gè)有用的推論:如果n個(gè)力首尾相接組成一個(gè)封閉多邊形,則這n個(gè)力的合力為零.在分析同一個(gè)問題時(shí),合矢量和分矢量不能同時(shí)使用.也就是說,在分析問題時(shí),考慮了合矢量就不能再考慮分矢量;考慮了分矢量就不能再考慮合矢量.矢量的合成分解,一定要認(rèn)真作圖.在用平行四邊形定則時(shí),分矢量和合矢量要畫成帶箭頭的實(shí)線,平行四邊形的另外兩個(gè)邊必須畫成虛線.各個(gè)矢量的大小和方向一定要畫
14、得合理.4用作圖法進(jìn)行力的合成和分解(l)用作圖法進(jìn)行力的合成與分解時(shí),先選定一個(gè)標(biāo)度,并用一點(diǎn)代表受力物體,依據(jù)平行四邊形定則作出已知力和待求力的圖示如求兩力之合力,就從受力點(diǎn)作此二力的圖示,以它們?yōu)猷忂?,畫出一個(gè)平行四邊形,得到一條過受力點(diǎn)的對角錢,則合力的大小由對角線的長度和選定的標(biāo)度求出,合力的方向用合力與某一分力的夾角表示,可用量角器置出對角線與一條鄰邊間的角度如求一個(gè)力的分力,就從受力點(diǎn)先作這個(gè)力的圖示,以它為對角線,再根據(jù)其他條件作出平行四邊形,得到過受力點(diǎn)的鄰邊,就可以求得分力的大小和方向了(2)當(dāng)兩個(gè)力互相垂直時(shí),對應(yīng)的力平行四邊形為矩形,這時(shí),兩個(gè)力及其合力對應(yīng)成直角三角形
15、的邊、角關(guān)系,可用勾股定理或三角函數(shù)知識(shí)解直角三角形以求出力5.根據(jù)力的平行四邊形定則可得出以下幾個(gè)結(jié)論:共點(diǎn)的兩個(gè)力(F1、F2)的合力(F)的大小,與它們的夾角()有關(guān);越大,合力越?。辉叫?,合力越大.F1與F2同向時(shí)合力最大;F1與F2反向時(shí)合力最小,合力的取值范圍是:F1-F2FF1+F2合力可能比分力大,也可能比分力小,也可能等于某一分力.共點(diǎn)的三個(gè)力,如果任意兩個(gè)力的合力最小值小于或等于第三個(gè)力,那么這三個(gè)共點(diǎn)力的合力可能等于零.6.力的分解FF1F2(1)求一個(gè)已知力的分力叫力的分解.力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,也遵從平行四邊形定則.一個(gè)已知力可以分解為無數(shù)對大小和方向不同的分力
16、,在力的分解過程中,常常要考慮到力實(shí)際產(chǎn)生的效果,這樣才能使力的分解具有唯一性.要使分力有唯一解,必須滿足:已知兩個(gè)分力的方向或已知一個(gè)分力的大小和方向.注意:已知一個(gè)分力(F2)大小和另一個(gè)分力(F1)的方向(F1與F2的夾角為),則有三種可能:F2Fsin時(shí)無解F2=Fsin或F2F時(shí)有一組解Fsin F2 mg 超重物向上減速:mgTma Tm(ga) mg 失重物向下加速:mgTma Tm(ga) mg 超重注意:解此類問題的關(guān)鍵是取加速度的方向?yàn)檎┏惺е噩F(xiàn)象與物體運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)只取決于物體加速度的大小和方向)常見的超重與失重現(xiàn)象:過橋、飛船上升、下降 (超重),在軌道上運(yùn)行(完全失
17、重)等問題第三節(jié) 牛頓第三定律1牛頓第三定律的內(nèi)容兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上這就是牛頓第三定律2牛頓第三定律的應(yīng)用,作用力與反作用力總是成對同時(shí)出現(xiàn)的,只要有力,這個(gè)力一定有反作用力,根據(jù)牛頓第三定律,就可以知道它的反作用力的大小和方向;找到這個(gè)力的施力者,就可以知道反作用力的受力者作用力與反作用力相同的是大小和性質(zhì),而不是作用效果3作用力和反作用力與平衡力的區(qū)別一對作用力和反作用力與一對平衡力都有“大小相等、方向相反,作用在一直線”的特點(diǎn),極易混淆可從以下四個(gè)方面將它們加以區(qū)別:一對作用力和反作用力一對平衡力作用對象分別作用在兩個(gè)不同的相互作用的物
18、體上作用在同一物體上力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力可以是不同性質(zhì)的力力的效果分別對兩個(gè)物體產(chǎn)生作用,對各物體的作用效果不可抵消,不可求合力對同一物體產(chǎn)生的作用,效果可以互相抵消,合力為零力的變化同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失、,同時(shí)變化可以獨(dú)立地發(fā)生變化4、一對作用力和反作用力的沖量和功 一對作用力和反作用力在同一個(gè)過程中(同一段時(shí)間或同一段位移)的總沖量一定為零,但作的總功可能為零、可能為正、也可能為負(fù)。這是因?yàn)樽饔昧头醋饔昧Φ淖饔脮r(shí)間一定是相同的,而位移大小、方向都可能是不同的。第四節(jié) 力學(xué)單位制1、基本單位和導(dǎo)出單位(1)基本單位:被選定的幾個(gè)基本物理量的單位叫基本單位 (2)導(dǎo)出單位:利用物理公式所確
19、定的物理量的單位關(guān)系推導(dǎo)出來的單位叫做導(dǎo)出單位2、國際單位制中力學(xué)的基本單位(1)在力學(xué)中,選定長度、質(zhì)量和時(shí)間的單位作基本單位在國際單位制中,取米、千克、秒作基本單位另外,若使用厘米克秒制,則取厘米、克、秒作為基本單位高中物理中,還有電流、溫度、物質(zhì)的量等的單位安、開爾文、摩爾也是基本單位(2)在力學(xué)中,如速度單位(米/秒)、加速度單位(米/秒2)、力的單位(牛)等均為導(dǎo)出單位(3)在物理計(jì)算時(shí),將所有的已知量都用同一種單位制的單位來表示,通過正確應(yīng)用物理公式,所求量的單位就一定是這個(gè)單位制中的相應(yīng)單位一切物理量的單位,都可以通過公式由基本單位組合而成,我們也可以通過單位與物理量是否相符,來
20、檢查所求結(jié)論是否有誤。第五節(jié) 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍1、 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍牛頓運(yùn)動(dòng)定律是經(jīng)典力學(xué)的基本規(guī)律,在處理宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)問題時(shí)完全適用,當(dāng)速度接近光速時(shí)就不適用了;經(jīng)典力學(xué)的規(guī)律一般也不適用于微觀粒子。2、 物體質(zhì)量和速度的關(guān)系根據(jù)愛因斯坦狹義相對論的觀點(diǎn),物體的質(zhì)量是隨著速度的增大而增大的,在低速運(yùn)動(dòng)中,質(zhì)量的增大十分微小,而當(dāng)速度接近于光速時(shí),質(zhì)量將明顯增大第四章 物體的平衡第一節(jié) 共點(diǎn)力作用下物體的平衡1物體的平衡狀態(tài)及平衡條件(1)共點(diǎn)力:幾個(gè)力作用于物體的同一點(diǎn),或它們的作用線交于同一點(diǎn)(該點(diǎn)不一定在物體上),這幾個(gè)力叫共點(diǎn)力.(2)平衡狀態(tài):物體處于靜止或做勻速直
21、線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)叫做平衡狀態(tài)(3)平衡條件:物體所受各個(gè)力(共點(diǎn)力)的合力為零,即在平衡力作用下,物體就處于平衡狀態(tài)。2物體平衡條件的應(yīng)用(1)二力平衡:物體只受兩個(gè)共點(diǎn)力作用而處于平衡時(shí),這兩個(gè)力一定大小相等、方向相反(2)三力平衡:物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡時(shí),三力中任意二力的合力與第三個(gè)力大小相等、方向相反(3)多力平衡:物體在幾個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡時(shí),其中任意一個(gè)力與其余力的合力大小相等、方向相反(4)三個(gè)以上共點(diǎn)力平衡:除如(2)、(3)所述轉(zhuǎn)化為二力平衡問題外,還可運(yùn)用正交分解合成方法,即應(yīng)用FX合=0,F(xiàn)Y合=0的平衡條件進(jìn)行處理3.平衡條件的推論(1)物體在多個(gè)共點(diǎn)力作用下處
22、于平衡狀態(tài),則其中的一個(gè)力與余下的力的合力等大反向.(2)物體在同一平面內(nèi)的三個(gè)互不平行的力的作用下處于平衡狀態(tài)時(shí),這三個(gè)力必為共點(diǎn)力. B A C(3)物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí),這三個(gè)力的有向線段必構(gòu)成封閉三角形,即表示這三個(gè)力的矢量首尾相接,恰能組成一個(gè)封閉三角形.可以用正弦定理法如圖所示的三角形中,有:4.解題途徑當(dāng)物體在兩個(gè)共點(diǎn)力作用下平衡時(shí),這兩個(gè)力一定等值反向;當(dāng)物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下平衡時(shí),往往采用平行四邊形定則或三角形定則;當(dāng)物體在四個(gè)或四個(gè)以上共點(diǎn)力作用下平衡時(shí),往往采用正交分解法.第二節(jié) 有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡1力臂、力矩(1)從轉(zhuǎn)軸到力的作用線的距離,叫做力臂
23、(2)力和力臂的乘積叫做力矩力對物體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用決定于力矩的大小力矩的單位是牛頓米,簡稱牛米,符號是Nm第五章 曲線運(yùn)動(dòng)第一節(jié) 曲線運(yùn)動(dòng)1、 曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向(1)在曲線運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向,就是通過這一點(diǎn)的曲線切線的方向(2)曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻改變,無論速度的大小變或不變,運(yùn)動(dòng)的速度總是變化的,故曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)2物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件 (1)當(dāng)物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時(shí),這個(gè)合力總能產(chǎn)生一個(gè)改變速度方向的效果,物體就一定做曲線運(yùn)動(dòng) (2)當(dāng)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),它的合力所產(chǎn)生的加速度的方向與速度方向也不在同一直線上 (3)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是由其受力
24、條件及初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)共同確定的物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)由加速度決定(加速度為零時(shí)物體靜止或做勻速運(yùn)動(dòng);加速度恒定時(shí)物體做勻變速運(yùn)動(dòng);加速度變化時(shí)物體做變加速運(yùn)動(dòng))。v1 va1 ao v2 a2 物體運(yùn)動(dòng)的軌跡(直線還是曲線)則由物體的速度和加速度的方向關(guān)系決定(速度與加速度方向在同一條直線上時(shí)物體做直線運(yùn)動(dòng);速度和加速度方向成角度時(shí)物體做曲線運(yùn)動(dòng))。 兩個(gè)互成角度的直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)?決定于它們的合速度和合加速度方向是否共線(如圖所示)。 常見的類型有:a=0:勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止。a恒定:性質(zhì)為勻變速運(yùn)動(dòng),分為: v、a同向,勻加速直線運(yùn)動(dòng);v、a反向,勻減速直線運(yùn)動(dòng);v、a成角度,
25、勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(軌跡在v、a之間,和速度v的方向相切,方向逐漸向a的方向接近,但不可能達(dá)到。)a變化:性質(zhì)為變加速運(yùn)動(dòng)。如簡諧運(yùn)動(dòng),加速度大小、方向都隨時(shí)間變化。 物體運(yùn)動(dòng)形式與其受力條件及初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系初狀態(tài)運(yùn)動(dòng) 形式受力條件力與初速度方向在一直線(或初速度為零)力與初速度方向不在一直線恒力勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)特例:自由落體運(yùn)動(dòng)勻減速直線運(yùn)動(dòng)特例:豎直上拋運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)斜拋運(yùn)動(dòng)變力加速度改變的直線運(yùn)動(dòng)加速度改變的曲線運(yùn)動(dòng)簡諧運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)合力為零靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)二、運(yùn)動(dòng)的合成和分解1、合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)當(dāng)物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)較復(fù)雜時(shí),我們可將其等效為同時(shí)參與幾個(gè)簡單的運(yùn)
26、動(dòng),前者實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)稱作合運(yùn)動(dòng),后者則稱作物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)2、運(yùn)動(dòng)的合成和分解的概念已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng),叫做運(yùn)動(dòng)的合成;已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng),叫做運(yùn)動(dòng)的分解,這種雙向的等效操作過程,是研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的重要萬法3運(yùn)動(dòng)的合成和分解的應(yīng)用 (1)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成與分解,就是對描述運(yùn)動(dòng)的各物理量如位移、速度、加速度等矢量用平行四邊形定則求和或求差運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵循如下原理: 獨(dú)立性原理:構(gòu)成一個(gè)合運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)是彼此獨(dú)立、互不相干的,物體的任意一個(gè)分運(yùn)動(dòng),都按其自身規(guī)律進(jìn)行,不會(huì)因有其他分運(yùn)動(dòng)的存在而發(fā)生改變 等時(shí)性原理:合運(yùn)動(dòng)是同一物體在同一時(shí)間內(nèi)同時(shí)完成幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,對同一物體同時(shí)參與的幾
27、個(gè)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行合成才有意義 矢量性原理:描述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的位移、速度、加速度等物理量都是矢量,對運(yùn)動(dòng)進(jìn)行合成與分解時(shí)應(yīng)按矢量法則,即平行四邊形定則作上述物理量的運(yùn)算 (2)合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)可由分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)決定:兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合成仍是勻速直線運(yùn)動(dòng);勻速直線運(yùn)動(dòng)與勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)為勻變速運(yùn)動(dòng);兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)(3).過河問題v2v1 如右圖所示,若用v1表示水速,v2表示船速,則:過河時(shí)間僅由v2的垂直于岸的分量v決定,即,與v1無關(guān),所以當(dāng)v2岸時(shí),過河所用時(shí)間最短,最短時(shí)間為也與v1無關(guān)。v1v2v過河路程由實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的方向決定,當(dāng)v1v2時(shí),最短路程為d ;當(dāng)v1v2時(shí)
28、,最短路程程為(如右圖所示)。(4).連帶運(yùn)動(dòng)問題指物拉繩(桿)或繩(桿)拉物問題。由于高中研究的繩都是不可伸長的,桿都是不可伸長和壓縮的,即繩或桿的長度不會(huì)改變,所以解題原則是:把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個(gè)分量,根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相同求解。第二節(jié) 平拋物體的運(yùn)動(dòng)1平拋運(yùn)動(dòng)的定義、特點(diǎn)和軌跡 (1)物體具有水平方向的初速度,并且只在重力作用下所發(fā)生的運(yùn)動(dòng)稱為平拋運(yùn)動(dòng) (2)平拋運(yùn)動(dòng)是一種加速度為g、軌跡為曲線(半支拋物線)的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)通常將平拋運(yùn)動(dòng)視作沿水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合成2物體做平拋運(yùn)動(dòng)的條件 (1)物體做平拋運(yùn)動(dòng)的
29、條件是:只受重力作用;具有水平方向的初速度 (2)當(dāng)物體受恒力作用,且初速度方向與恒力方向垂直時(shí),所發(fā)生的運(yùn)動(dòng)與平拋物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)相同,都屬于軌跡為拋物線的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)3平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 在以拋出點(diǎn)為原點(diǎn),水平方向?yàn)閄軸、初速度v0、方向?yàn)閄軸正方向,豎直方向?yàn)閥軸、正方向向下的坐標(biāo)系中描述平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律如下: x=v0t(1)物體在t時(shí)刻的位置 y=gt2 s=,方向與X軸成=tanvx=v0(2)物體在時(shí)刻t的速度 vy=gtV=,方向與v0成=tan4平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用 (1)處理平拋運(yùn)動(dòng)問題,要把握手拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),將其分解成兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng),在水平方向利用勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,在豎直方向則利
30、用初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律例如: 勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度V中t= 任意兩個(gè)連續(xù)相等時(shí)間間隔T內(nèi)位移差:ssIss=saT2 初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),前1,2,n個(gè)等時(shí)間間隔內(nèi)位移之比s1:s2:s3:snl:4:n2 第1,2,N個(gè)等時(shí)間間隔內(nèi)位移之比 s:s:sN=1:3:(2nl) (2)當(dāng)平拋物體的落點(diǎn)在水平面上時(shí),物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由自由落體分運(yùn)動(dòng)的下落高度h決定,與初速度v0大小無關(guān);t=;而物體的水平射程則由高度與初速度兩者共同決定:x=;v0vtvxvyhss/(3).一個(gè)有用的推論 平拋物體任意時(shí)刻瞬時(shí)時(shí)速度方向的反向延長線與初速度延長線的交點(diǎn)到拋出點(diǎn)的距離
31、都等于水平位移的一半。證明:設(shè)時(shí)間t內(nèi)物體的水平位移為s,豎直位移為h,則末速度的水平分量vx=v0=s/t,而豎直分量vy=2h/t, , 所以有第三節(jié) 勻速圓周運(yùn)動(dòng) 一、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的定義和性質(zhì) 1質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng),如果在相等的時(shí)間里通過的圓弧長度相等,這種運(yùn)動(dòng)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng),是一種基本的曲線運(yùn)動(dòng) 2勻速圓周運(yùn)動(dòng)具有如下特點(diǎn):軌跡是圓;線速度、加速度均大小不變,方向不斷改變,故屬于加速度改變的變速曲線運(yùn)動(dòng),勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度恒定;勻速圓周運(yùn)動(dòng)發(fā)生條件是質(zhì)點(diǎn)受到大小不變、方向始終與速度方向垂直的合外力;勻速圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)周而復(fù)始地出現(xiàn),勻速圓周運(yùn)動(dòng)具有周期性二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的描述 1線
32、速度。角速度、周期和頻率的概念 (1)線速度v是描述質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,是矢量,其大小為; 其方向沿軌跡切線,國際單位制中單位符號是m/s; (2)角速度是描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量,是矢量,其大小為;在國際單位制中單位符號是rads; (3)周期T是質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)一周所用時(shí)間,在國際單位制中單位符號是s; (4)頻率f是質(zhì)點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)完整圓運(yùn)動(dòng)的次數(shù),在國際單位制中單位符號是 Hz; (5)轉(zhuǎn)速n是質(zhì)點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù),單位符號為rs,以及rmin2、速度、角速度、周期和頻率之間的關(guān)系 線速度、角速度、周期和頻率各量從不同角度描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢,它們之間有關(guān)系vr
33、,。 由上可知,在角速度一定時(shí),線速度大小與半徑成正比;在線速度一定時(shí),角速度大小與半徑成反比凡是直接用皮帶傳動(dòng)(包括鏈條傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng))的兩個(gè)輪子,兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等;凡是同一個(gè)輪軸上(各個(gè)輪都繞同一根軸同步轉(zhuǎn)動(dòng))的各點(diǎn)角速度相等(軸上的點(diǎn)除外)。三、向心力和向心加速度1向心力(1)向心力是改變物體運(yùn)動(dòng)方向,產(chǎn)生向心加速度的原因(2)向心力的方向指向圓心,總與物體運(yùn)動(dòng)方向垂直,所以向心力只改變速度的方向(3)根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律,向心力與向心加速度的因果關(guān)系是,兩者方向恒一致:總是與速度垂直、沿半徑指向圓心(4)對于勻速圓周運(yùn)動(dòng),物體所受合外力全部作為向心力,故做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所
34、受合外力應(yīng)是:大小不變、方向始終與速度方向垂直2向心加速度(1)向心加速度由向心力產(chǎn)生,描述線速度方向變化的快慢,是矢量(2)向心加速度方向與向心力方向恒一致,總沿半徑指向圓心;向心加速度的大小為(3)一般地說,當(dāng)做圓周運(yùn)動(dòng)物體所受的合力不指向圓心時(shí),可以將它沿半徑方向和切線方向正交分解,其沿半徑方向的分力為向心力,只改變速度的方向,不改變速度的大??;其沿切線方向的分力為切向力,只改變速度的大小,不改變速度的方向。分別與它們相應(yīng)的向心加速度描述速度方向變化的快慢,切向加速度描述速度大小變化的快慢。3向心力公式的比較(1)由公式a=2r與a=v2/r可知,在角速度一定的條件下,質(zhì)點(diǎn)的向心加速度與半徑成正比;在線速度一定的條件下,質(zhì)點(diǎn)的向心加速度與半徑成反比(2)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力全部作為向心力,故物體所受合外力應(yīng)大小不變、方向始終與速度方向垂直;合外力只改變速度的方向,不改變速度的大小根據(jù)公式,倘若物體所受合外力 F大于在某圓軌道運(yùn)動(dòng)所需向心力,物體將速率不變地運(yùn)動(dòng)到半徑減小的新圓軌道里(在那里,物體的角速度將增大),使物體所受合外力恰等于該軌道上所需向心力,
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